دانلود پایان نامه

ز پروپان تولید شد. تاثیر دمای محفظه احتراق، نسبت مولی روغن سیلیکون به سوخت و هوا و سیال نظیف کننده مورد بررسی قرار گرفت.

روش کار
روش کار بدین صورت است که ابتدا مخزن مایع نظیف کننده از مایع مورد نظر پر می شود و سپس با باز کردن شیر گاز پروپان و استارت جرقه زن محفظه احتراق را روشن کرده و نظیف کننده را استارت کرده و با حداکثر فشار پمپ نظیف کننده کار شروع می شود.
با تنظیم دریچه هوا یک شعله آبی رنگ و اکسید کننده ایجاد گردید. در این مرحله می توان آزمایش ها را انجام داد.آزمایش در دمایی بالاتر از نقطه اشتعال روغن سیلیکون که 287 درجه سانتیگراد است انجام می شود.جهت اندازه گیری نقطه اشتعال روغن سیلیکون از دستگاه نقطه اشتعال 141 استفاده می شود. نحوه عمل بدین صورت است که ظرف مخصوص دستگاه را از روغن سیلیکون پر می شود و دمای آن را توسط المنت برقی دستگاه به تدریج بالا می رود یک شعله باریک روی سطح روغن به صورت متحرک در حال حرکت است که با رسیدن دمای روغن سیلیکون به دمای اشتعال ظرف محتوی روغن سیلیکون شعله ور می شود و توسط ترمومتر دستگاه دمای اشتعال گزارش می شود. در شکل (3-10) دستگاه اندازه گیری نقطه اشتعال نشان داده شده است.

بنابراین حداقل دمای محفظه احتراق بایستی عملا بیش از 287 درجه سانتیگراد باشد. تغییرات دمای محفظه احتراق را در شش دمای 600 , 800 , 900 و 1000 , 1200, 1300 درجه سانتیگراد انجام شد و جهت تنظیم دما با افزایش میزان سوخت و نیز تزریق اکسیزن خالص به هوای ورودی احتراق این کار صورت پذیرفت.
پس از هر مرحله ذرات سیلیکای به دست آمده توسط دستگاه آنالیز اندازه ذرات142 اندازه و توزیع ذرات مورد بررسی قرار گرفت. این فرایند در تزریق میزان ثابت روغن سیلیکون 2 میلی لیتر در دقیقه انجام شد. در این آزمایش مایع نظیف کننده آب است.
جهت بررسی تاثیر غلظت ماده اولیه دمای محفظه احتراق را روی 1000 درجه سانتیگراد تنظیم گردید چون این دما بهترین توزیع و کمترین اندازه ذرات را تولید می کند و به کمک جریان برگشتی پمپ روغن سیلیکون در مراحل مختلف از شدت جریان روغن سیلیکون تغییر داده شد. میزان شدت جریان های روغن سیلیکون از 2 میلی لیتر در دقیقه تا 8 میلی لیتر در دقیقه، با فواصل 2 میلی لیتری در 4 مرحله انجام گرفت.

سنتز سیلیکا به روش سل – ژل از طریق هیدرولیز TEOS

3-3-1- مواد روش سل – ژل
موادی که در این پژوهش مورد استفاده قرار گرفت:
اتانول مطلق مرک143 به شماره کاتالوگ 1009832500
آمونیاک 25 درصد مرک به شماره کاتالوگ 1054322500
تترا اتوکسی سیلان سیگما آلدریچ به شماره کاتالوگ 333859 و خلوص 999/99 درصد
آب دآیونیز

مطلب مشابه :  مقاله رایگان دربارهدمای، بازیاب، بویلر، خروجی

لوازم مورد استفاده روش سل – ژل
جهت انجام این پژوهش از یک همزن مغناطیسی هیتر دار و نیز جهت محیط واکنش از یک ارلن مایر 100 میلی لیتری و به عنوان حمام آب گرم از یک بشر 250 میلی لیتری استفاده شد. بعلاوه از یک آون خلا جهت خشک کردن ژل استفاده گردید.

روش کار سل – ژل
همان گونه که ذکر گردید اساس کار بر روش استوبر استوار است و فرایند بدین گونه است که تترا اتوکسی سیلان در محیط آبی و در حلال اتانول و به کمک کاتالیزور آمونیاک هیدرولیز می کردد.
روش کار نهایی به این صورت می باشد که ابتدا ظروف شیشه ای با دقت شسته شده و توسط اسید نیتریک 10 درصد داغ شسته می شوند تا هر گونه مواد خارجی و نیز مواد آلی موجود از بین برود و از عدم حضور جسم خارجی در محیط واکنش اطمینان حاصل شود. سپس ظرف ها خشک شده و قبل از آزمایش جهت اطمینان بیشتر با 5 میلی لیتر اتانول مطلق آبکشی می شود.
در ارلن 100 میلی لیتری مقدار 35 میلی لیتر اتانول مطلق ریخته شد و سپس ارلن مایر را در یک بشر بزرگ محتوی آب که از آن بعنوان حمام آب گرم استفاده می گردد قرار داده شود و روی یک همزن مغناطیسی هیتر دار قرار داده می شود. با روشن کردن هیتر دمای اتانول تا 65 درجه سانتیگراد بالا برده می شود. سپس 7/0 میلی لیتر تترا اتوکسی سیلان را به اتانول اضافه می گردد و همزن روی دور 600 دور در دقیقه قرار داده می شود و به مدت 10 دقیقه زمان لازم است تا محلول کاملا یکنواختی حاصل شود. تصویری از دستگاه آزمایشی در شکل (3-11) آورده شده است.

شکل (3-11). تصویری از دستگاه آزمایشی

پس از آن یک میلی لیتر آب توسط پی پت 1/0 میلی لیتری در مقادیر 02/0 میلی لیتر در دقیقه به مخلوط اضافه می گردد. عملیات افزودن آب به مخلوط 50 دقیقه به طول می انجامد. در این مدت عملیات هیدرولیز با سرعت بسیار کمی رخ می دهد و هسته های زیادی تشکیل می شود. پس از افزودن آب عملیات همزدن به مدت یک ساعت ادامه می یابد. در این مدت مقادیری از تترا اتوکسی سیلان هیدرولیز می گردد و خوشه هایی از سیلیکا تشکیل می گردد.
پس از آن عملیات دیمر شدن و پلیمر شدن آغاز می گردد ولی سرعت واکنش بسیار کم است و ذرات در همین ابعاد باقی خواهند ماند. با این عمل تعداد بسیار زیادی هسته تشکیل می گردد. پس از مدت یک ساعت مقدار 1 میلی لیتر آمونیاک 25 درصد در مدت زمان یک دقیقه به مخلوط اضافه می گردد. آمونیاک بعنوان کاتالیست سرعت واکنش را افزایش می دهد. با این عمل باقیمانده تترا اتوکسی سیلان با سرعت زیاد هیدرولیز می گردد.
با هیدرولیز تترا هیدروکسی سیلان و تولید ذرات سیلیکا این ذرات به دور هسته های اولیه جمع می شوند و تشکیل ذرات درشت تری را می دهند به دلیل اینکه تعداد هسته های اولیه موجود تشکیل می دهند زیاد می باشد کری
ستالهای تشکیل شده در ابعاد نانو خواهند بود و این ذرات به فرم کلوییدی حضور دارند و تشکیل شبکه به هم پیوسته ای را می دهند که ساختار ژل را تشکیل می دهند.

مطلب مشابه :  پایان نامه ارشد دربارهکودکان و نوجوانان، کودکان و نوجوان، بلوغ دختران، تستوسترون

فصل چهارم

بحث و نتایج

4-1- مقدمه
در این فصل به بررسی نتایج بدست آمده از این پژوهش پرداخته شده است. نتایج در دو بخش که شامل نتایج روش پیروتکنیک و نیز روش سل – ژل می باشد، مورد مطالعه قرار گرفته است.

4-2- تاثیر دما در روش پیروتکنیک
مشاهده می شود که با افزایش دما به دلیل افزایش سرعت واکنش های شیمیایی اندازه ذرات ابتدا کاهش یافته و سپس افزایش می یابد.مراحل تولید نانو سیلیکا در این روش بدین صورت است که ابتدا بخارات روغن سیلیکون به عنوان ماده اولیه وارد شعله می گردد و با احتراق آن ذرات سیلیکا در ابعاد ملکولی تشکیل می گردند. این ذرات سپس مجتمع شده و تشکیل ذرات بزرگتری را خواهند داد و پس از آن فرایند دلمه شدگی144 صورت می پذیرد .
هر چقدر زمان ماند ذرات در این فرایند کمتر باشد ذرات ریزتری به دست می آیند. با افزایش دمای واکنش نه تنها سرعت واکنش ها افزایش می یابد و به تبع آن زمان ماند کاسته می شود بلکه زمان تزریق اکسیژن طول شعله کاسته می شود . این نیز به کاهش زمان ماند کمک می کند و ریز تر شدن ذرات تولیدی دور از انتظار نیست اما با افزایش دما به بیش از 1000 درجه سانتیگراد مشاهده می گردد که اندازه ذرات افزایش می یابد و این امر به دلیل رخ دادن پدیده تفت دیده شدن است.تاثیر دماهای مختلف در شکل های (4-1)، (4-2)، (4-3)، (4-4)، (4-5) و (4-6) نشان داده شده است.

شکل (4-1). تاثیر دما: ˚C600، اندازه ذرات 4/13 نانومتر.


دیدگاهتان را بنویسید